세포벽

요약 세포를 외부로부터 보호하고 세포의 모양을 유지하도록 하는 벽.

진핵세포에서는 식물세포에 존재하며, 셀룰로오스, 펙틴, 리그닌 등이 주성분이다. 세포분열이 끝나고 어린 세포가 만들어지면 먼저 1차세포벽이 생기게 되는데, 1차세포벽의 주성분이 셀룰로오스다. 그리고 서로 인접해 있는 두 세포들의 1차세포벽 사이에 중간층이 형성되는데, 이 중간층의 주성분이 펙틴이다. 그러다 세포가 완전히 자라고 나면 1차세포벽의 안쪽에 2차세포벽이 생기는데, 2차세포벽의 주성분은 리그닌이나 큐틴 등으로 매우 견고한 벽이 만들어진다.

박테리아와 같은 원핵생물들도 세포벽을 가지고 있다. 식물세포의 세포벽과는 달리 많은 원핵생물의 세포벽은 펩티도글리칸을 주성분으로 한다. 이렇게 대부분의 원핵생물들이 펩티도글리칸을 이용해 세포벽을 만든다는 사실을 이용해 많은 항생제가 만들어지고 있다. 세균이 몸에 침입했을 때, 펩티도글리칸의 생성을 방해하는 성분을 몸 속에 투여하면 원핵생물인 세균의 세포들이 세포벽을 제대로 만들지 못하고 제 기능을 하지 못하게 된다. 펩티도글리칸은 원핵생물에만 존재하는 성분이기 때문에 사람이나 동물 등의 세포에는 해를 주지 않고 감염을 막을 수 있다. 대표적인 항생물질인 페니실린 역시 펩티도글리칸이 서로 연결되는 것을 막아 원핵세포의 세포벽 형성을 억제하는 역할을 한다.

세포벽은 세포막에 비해 두껍고 견고하여 세포를 보호하고 모양을 유지하는 역할을 한다. 식물세포를 농도가 매우 낮은 용액에 넣었을 때, 삼투압에 의해 세포 안으로 물이 흡수되어도 세포가 잘 터지지 않고 모양을 유지할 수 있는 것도 세포벽이 있기 때문이다. 그렇지만 물질의 출입을 조절하는 능력은 없으며 이 기능은 세포막에 의해 수행된다.

1. 동물의 세포벽

동물의 세포는 세포막(원형질막)은 있으나 식물세포에서의 세포벽에 해당하는 것은 없다. 그러나 때로는 세포 사이에 세포간 물질, 키틴·엘라스틴·케라틴·젤라틴 등이 차서 세포벽처럼 되어 있는 것도 있다.

2. 구성 및 구조

세포벽은 주로 셀룰로오스로 되어 있고, 때로는 헤미셀룰로오스(뿌리·뿌리줄기·종자·과실의 세포), 칼로스(화분의 외막, 물이끼 등 균류의 균사)로 이루어지는 일도 있다. 리그닌[木質素]이 퇴적하여 2차적으로 변질하여 목질화하는 일이 있고, 수베린[木栓素]의 퇴적으로 코르크화하는 일도 있다.

또, 세포벽이 변형하여 여러 가지 구조가 생기는 일이 있다. 규조나 편모조류에서 세포벽은 상함(上函)과 하함으로 나누어져 상자 모양의 구조를 가진다. 녹조류인 붓뚜껑말에서는 세포벽에서 유래된 박막상의 꼬투리[莢]로 싸이고 세포분열마다 새로운 세포는 세포벽의 꼬투리를 새로 생성한다. 옥덩굴에서는 세포 내부의 세포벽 사이에 빈 곳이 생겨 세포벽을 받치는 그물 모양의 지주(支柱)가 생겨 몸구조를 강고하게 만든다.

3. 미세구조

전자현미경으로 보면 세포벽은 셀룰로오스의 미셀이 섬유상(지름 약 10nm)이 되어 배열되고, 직교하는 가로 섬유에 의하여 결합되어 헝겊올 모양의 강고한 구조를 만들고 있다. 동물처럼 골격을 가지지 않는 식물체의 기계적인 강도는 주로 여러 조직으로 분화한 세포벽에 기인하는데, 세포벽 자체의 강도는 미세구조(微細構造)에 유래한다.